Universumi mastaap

Tähesüsteemid

Teate, et meie Maa koos oma planeetidega, teised planeedid ja nende satelliidid, komeedid ja väikesed planeedid tiirlevad ümber Päikese, et kõik need kehad moodustavad Päikesesüsteemi. Päike ja kõik teised taevas nähtavad tähed on omakorda osa tohutust tähesüsteemist – meie galaktikast. Päikesesüsteemile lähim täht on nii kaugel, et 300 000 km/s kiirusega valgusel kulub sellelt Maale jõudmiseks rohkem kui neli aastat. Tähed on kõige levinum taevakehade tüüp; ainuüksi meie galaktikas on neid rohkem kui üks mitusada miljardit. Selle tähesüsteemi ruumala on nii suur, et valgus pääseb sellest ainult läbi 100 tuhat aastat.

Universumi peamised struktuuriüksused on "tähesaared" - sarnased meie omaga. Üks neist asub Andromeeda tähtkujus. See on hiiglaslik galaktika, mis sarnaneb meie omaga ja koosneb sadadest miljarditest tähtedest. Valgus sellest Maale liigub rohkem kui 2 miljonit aastat. Andromeeda galaktika koos meie galaktika ja mitme teise väiksema massiga galaktikaga moodustavad nn Kohalik rühm. Mõned selle rühma tähesüsteemid, sealhulgas Suur ja Väike Magellani pilv, Skulptori, Väikese Ursa, Draco ja Orioni tähtkujude galaktikad, on meie galaktika satelliidid. Koos temaga pöörduvad nad ümber üldkeskus wt. See on galaktikate asukoht ja liikumine, mis määrab Universumi kui terviku struktuuri ja struktuuri.

Galaktikad on üksteisest nii kaugel, et palja silmaga on näha ainult kolm kõige lähemat: kaks lõunapoolkeral - Suur Magellani pilv, väike Magellani pilv ja põhjast on ainult üks - Andromeeda udukogu.

Kääbusgalaktika Amburi tähtkujus- lähim. See väike galaktika on nii lähedal, et Linnutee justkui neelaks seda endasse. Amburi galaktika asub Päikesest 80 tuhande valgusaasta ja Linnutee keskpunktist 52 tuhande valgusaasta kaugusel. Järgmine meile lähim galaktika on Suur Magellani Pilv, mis asub 170 tuhande valgusaasta kaugusel. Kuni 1994. aastani, mil avastati Amburi tähtkujus asuv kääbusgalaktika, arvati, et lähim galaktika on Suur Magellani Pilv.

Amburi kääbusgalaktika oli algselt umbes 1000 valgusaasta läbimõõduga kera. Kuid nüüd on selle kuju moonutanud Linnutee gravitatsioon ja galaktika on veninud 10 tuhande valgusaasta pikkuseks. Mitu miljonit tähte, mis kuuluvad Amburi kääbusele, on nüüd hajutatud Amburi tähtkujus. Seetõttu, kui vaatate lihtsalt taevast, ei saa selle galaktika tähti meie enda galaktika tähtedest eristada.

Kosmilised kaugused

Kõige kaugematest galaktikatest jõuab valgus Maale sisse 10 miljardit aastat. Märkimisväärne osa tähtede ja galaktikate ainest on tingimustes, mida maistes laborites luua ei saa. Kogu ilmaruum on täidetud elektromagnetkiirguse, gravitatsiooni- ja magnetväljaga, galaktikate tähtede vahel ja galaktikate vahel on väga haruldast ainet gaasi, tolmu, üksikute molekulide, aatomite ja ioonide, aatomituumade ja elementaarosakeste kujul. Nagu teate, on Maale lähima taevakeha, Kuu, kaugus ligikaudu 400 000 km. Kõige kaugemad objektid asuvad meist kaugemal, mis on üle 10 korra suurem kui kaugus Kuust. Proovime kaevu abil ette kujutada taevakehade suurusi ja nendevahelisi kaugusi universumis kuulus modell- Maa kooligloobus, mis on meie planeedist 50 miljonit korda väiksem. Sel juhul peame Kuud kujutama umbes 7 cm läbimõõduga pallina, mis asub maakerast umbes 7,5 m kaugusel. Päikese mudeli läbimõõt on 28 m ja see asub umbes 7 cm kaugusel. 3 km ja Pluuto mudel on kõige kaugem planeet Päikesesüsteem- jääb meist 120 km kaugusele. Meile lähim täht selle mudeli skaalal asub umbes 800 000 km kaugusel, st 2 korda kaugemal kui Kuu. Meie galaktika suurus kahaneb ligikaudu Päikesesüsteemi suuruseks, kuid kõige kaugemad tähed jäävad sellest siiski väljapoole.

Kuna kõik galaktikad liiguvad meist eemale, tekib tahtmatult mulje, et meie galaktika on paisumise keskpunktis, paigal. keskne punkt laienev universum. Tegelikkuses on meil tegemist ühe astronoomilise illusiooniga. Universumi paisumine toimub nii, et selles pole "valdavat" fikseeritud punkti. Ükskõik millise kaks galaktikat me valime, nendevaheline kaugus aja jooksul suureneb. See tähendab, et olenemata sellest, millisesse galaktikasse vaatleja satub, näeb ta ka pilti tähesaarte hajumisest, mis on sarnane sellele, mida me näeme.

Kohalik rühm kiirusega mitusada kilomeetrit sekundis liigub see Neitsi tähtkuju teise galaktikate parve poole. Neitsi parv on veelgi hiiglaslikuma tähesaarte süsteemi keskus - Galaktikate superparved, mis hõlmab kohalikku gruppi koos meie Galaxyga. Vaatlusandmete kohaselt hõlmavad superparved üle 90% kõigist olemasolevatest galaktikatest ja hõivavad umbes 10% meie universumi ruumi kogumahust. Superparvede mass on suurusjärgus 10 15 Päikese massi. Kaasaegsed vahendid Astronoomiliste uuringute jaoks on saadaval kolossaalne kosmosepiirkond, mille raadius on umbes 10-12 miljardit valgusaastat. Selles piirkonnas on tänapäevaste hinnangute kohaselt 10 10 galaktikat. Nende kogumikku nimetati Metagalaktikad.

Niisiis, me elame mittestatsionaarses, laienevas universumis, mis ajas muutub ja mille minevik ei ole identne selle praeguse olekuga ning kaasaegne ei ole identne selle tulevikuga.

Kallid külastajad!

Teie töö on keelatud JavaScript. Palun lubage oma brauseris skriptid ja saidi kõik funktsioonid avaneb teile!

Esitluse kirjeldus üksikute slaidide kaupa:

1 slaid

Slaidi kirjeldus:

2 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Astronoomia on teadus taevakehadest (vanakreeka sõnadest aston - täht ja nomos - seadus), mis uurib nähtavaid ja tegelikke liikumisi ning neid liikumisi määravaid seaduspärasusi, kuju, suurust, massi- ja pinnareljeefi, olemust ja füüsilist olekut. taevakehadest, vastastikmõjust ja nende arengust.

3 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Universumi uurimine Tähtede arv galaktikas on triljonites. Kõige arvukamad tähed on kääbused, mille mass on umbes 10 korda väiksem kui päike. Lisaks üksikutele tähtedele ja nende satelliitidele (planeetidele) sisaldab Galaktika kaksik- ja mitmiktähti, samuti gravitatsiooniga seotud ja ruumis ühtse tervikuna liikuvaid tähtede rühmi, mida nimetatakse täheparvedeks. Mõnda neist võib taevast leida läbi teleskoobi ja mõnikord isegi palja silmaga. Sellised klastrid ei ole korrapärase kujuga; neist on praegu teada üle tuhande. Täheparved jagunevad avatud ja kerakujulisteks. Erinevalt avatud täheparvedest, mis koosnevad peamiselt põhijada tähtedest, sisaldavad kerasparved punaseid ja kollaseid hiiglasi ning ülihiiglasi. Spetsiaalsetele paigaldatud röntgenteleskoopidega tehtud taevauuringud tehissatelliite Maa viis paljude kerasparvede röntgenikiirguse avastamiseni.

4 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Galaktika struktuur Valdav enamus galaktika tähtedest ja hajusainest on läätsekujulise ruumalaga. Päike asub Galaktika keskpunktist umbes 10 000 pc kaugusel, meie eest varjatud tähtedevahelise tolmu pilvede poolt. Galaktika keskmes on tuum, mida on hiljuti hoolikalt uuritud infrapuna-, raadio- ja röntgenikiirguse lainepikkustel. Läbipaistmatud tolmupilved varjavad tuuma meie eest, takistades selle Galaktika kõige huvitavama objekti visuaalseid ja tavapäraseid fotograafilisi vaatlusi. Kui saaksime vaadata galaktilist ketast "ülevalt", leiaksime tohutud spiraalharud, mis sisaldavad peamiselt kõige kuumemaid ja heledad tähed, samuti massiivsed gaasipilved. Spiraalsete harudega ketas moodustab galaktika lameda alamsüsteemi aluse. Ja objektid, mis koonduvad galaktika tuuma poole ja tungivad kettale ainult osaliselt, kuuluvad sfäärilisse alamsüsteemi. See on Galaktika struktuuri lihtsustatud vorm.

5 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Galaktikate tüübid 1 Spiraal. See on 30% galaktikatest. Neid on kahte tüüpi. Normaalne ja risti. 2 Elliptilised. Arvatakse, et enamikul galaktikatest on lapiku sfääri kuju. Nende hulgas on sfäärilisi ja peaaegu tasaseid. Suurim teadaolev elliptiline galaktika on M87 Neitsi tähtkujus. 3 Pole õige. Paljud galaktikad on räsitud kujuga, millel pole selgelt määratletud piirjooni. Nende hulka kuulub meie kohaliku grupi Magellani pilv.

6 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Päike Päike on meie planeedisüsteemi keskpunkt, selle põhielement, ilma milleta poleks Maad ega sellel elu. Inimesed on tähte vaadelnud iidsetest aegadest peale. Sellest ajast alates on meie teadmised valgustist märkimisväärselt laienenud, rikastatud arvuka teabega selle kosmilise objekti liikumise, sisemise struktuuri ja olemuse kohta. Veelgi enam, Päikese uurimine annab tohutu panuse universumi kui terviku struktuuri mõistmisse, eriti selle elementide mõistmisse, mis on olemuselt ja tööpõhimõtete poolest sarnased.

7 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Päike Päike on objekt, mis on inimstandardite järgi eksisteerinud väga pikka aega. Selle kujunemine algas umbes 5 miljardit aastat tagasi. Sel ajal oli päikesesüsteemi asemel tohutu molekulaarpilv. Gravitatsioonijõudude mõjul hakkasid selles tekkima maiste tornaadodega sarnased keerised. Neist ühe keskmes hakkas aine (peamiselt vesinik) muutuma tihedamaks ja 4,5 miljardit aastat tagasi ilmus siia noor täht, mis pika aja pärast sai nimeks Päike. Selle ümber hakkasid tasapisi moodustuma planeedid – meie universuminurk hakkas omandama tuttavat kaasaegne inimene vaade. -

8 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Kollane kääbus Päike ei ole ainulaadne objekt. Ta on klassifitseeritud kollaseks kääbuseks, suhteliselt väikeseks põhijada täheks. Selliste kehade kasutusiga on ligikaudu 10 miljardit aastat. Kosmosestandardite järgi on seda üsna vähe. Nüüd on meie valgusti, võib öelda, oma parimas elueas: ei ole veel vana, pole enam noor – pool tema elu on veel ees.

Slaid 9

Slaidi kirjeldus:

10 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Valgusaasta Valgusaasta on vahemaa, mille valgus läbib ühe aasta jooksul. Rahvusvaheline Astronoomialiit on andnud oma selgituse valgusaasta kohta – see on vahemaa, mille valgus läbib vaakumis ilma gravitatsiooni osaluseta Juliuse aastal. Juliuse aasta on 365 päeva. Just seda dekodeerimist kasutatakse teaduskirjandus. Kui võtta erialane kirjandus, siis kaugust arvutatakse parsekides või kilo- ja megaparsekides. Kuni 1984. aastani oli valgusaasta vahemaa, mille valgus läbib ühe troopilise aasta jooksul. Uus määratlus erineb vanast vaid 0,002%. Määratluste vahel pole erilist erinevust. Seal on konkreetsed numbrid, mis määravad valgustundide, minutite, päevade jne kauguse. Valgusaasta on 9 460 800 000 000 km, kuu 788 333 miljonit km, nädal 197 083 miljonit km, päev 26 277 miljonit km, tund 1 094 miljonit km, minut umbes 18 miljonit km, sekund - umbes 300 tuhat km.

11 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Galaktika tähtkuju Neitsi Neitsit saab kõige paremini näha varakevadel, nimelt märtsis-aprillis, kui ta liigub horisondi lõunaossa. Tänu sellele, et tähtkujul on muljetavaldav suurus, on Päike selles rohkem kui kuu aega - 16. septembrist 30. oktoobrini. Iidsetel täheatlastel kujutati Neitsit nisukõrvaga tüdrukuna parem käsi. Kuid mitte igaüks ei suuda kaootilises tähtede hajumises just sellist pilti eristada. Neitsi tähtkuju leidmine taevast pole aga nii keeruline. See sisaldab esimese tähesuurusega tähte, tänu mille eredale valgusele on Neitsi hõlpsasti teiste tähtkujude seast leitav.

12 slaidi

Slaidi kirjeldus:

Andromeeda udukogu Linnuteele lähim suur galaktika. Sisaldab ligikaudu 1 triljonit tähte, mis on 2,5-5 korda suurem kui Linnutee. See asub Andromeeda tähtkujus ja on Maast 2,52 miljoni valgusaasta kaugusel. aastat. Galaktika tasapind on vaatejoone suhtes kaldu 15° nurga all, selle näiv suurus on 3,2 × 1,0°, näiv suurus +3,4 m.

Slaid 13

Slaidi kirjeldus:

Linnutee Linnutee on spiraalgalaktika. Veelgi enam, sellel on sild tohutu tähesüsteemi kujul, mis on omavahel ühendatud gravitatsioonijõududega. Arvatakse, et Linnutee on eksisteerinud enam kui kolmteist miljardit aastat. See on periood, mil selles galaktikas tekkis umbes 400 miljardit tähtkuju ja tähte, üle tuhande tohutu gaasiudu, parve ja pilve. Linnutee kuju on Universumi kaardil selgelt näha. Uurimisel selgub, et see tähtede parv on ketas, mille läbimõõt on 100 tuhat valgusaastat (üks selline valgusaasta on kümme triljonit kilomeetrit). Täheparve paksus on 15 tuhat ja sügavus umbes 8 tuhat valgusaastat. Kui palju Linnutee kaalub? See (selle massi määratlus on väga raske ülesanne) pole võimalik arvutada. Raskused tekivad tumeaine massi määramisel, mis ei interakteeru elektromagnetkiirgusega. Seetõttu ei saa astronoomid sellele küsimusele lõplikult vastata. Kuid on ligikaudseid arvutusi, mille kohaselt galaktika kaal jääb vahemikku 500–3000 miljardit päikesemassi

Millised on peal. Enamasti oleme kõik aheldatud elu- ja töökoha külge. Meie maailma suurus on hämmastav, kuid see pole universumiga võrreldes midagi. Nagu öeldakse - "sündinud liiga hilja, et maailma uurida, ja liiga vara, et uurida kosmost". See on isegi solvav. Alustame siiski – lihtsalt olge ettevaatlik, et mitte uimaseks jääda.

1. See on Maa.

See on sama planeet, mis Sel hetkel on inimkonna ainus kodu. Koht, kuhu elu võluväel tekkis (või võib-olla mitte nii maagiliselt) ja evolutsiooni käigus ilmusime sina ja mina.

2. Meie koht päikesesüsteemis.

Lähimad suured kosmoseobjektid, mis meid ümbritsevad, on loomulikult meie naabrid päikesesüsteemis. Kõik mäletavad oma nimesid lapsepõlvest ja ümbritseva maailma tundides teevad nad modelle. Juhtus nii, et isegi nende hulgas pole me kõige suuremad...

3. Meie Maa ja Kuu vaheline kaugus.

See ei tundu nii kaugel, eks? Ja kui võtame arvesse ka tänapäevaseid kiirusi, siis pole see "mitte midagi".

4. Tegelikult on see üsna kaugel.

Kui proovite, siis väga täpselt ja mugavalt - planeedi ja satelliidi vahele saate hõlpsasti paigutada ülejäänud päikesesüsteemi planeedid.

5. Räägime siiski planeetidest edasi.

Teie ees on Põhja-Ameerika, justkui oleks see Jupiterile paigutatud. Jah, see väike roheline täpp on Põhja-Ameerika. Kas te kujutate ette, kui suur oleks meie Maa, kui liigutaks selle Jupiteri skaalal? Tõenäoliselt avastaksid inimesed ikka veel uusi maid)

6. See on Maa võrreldes Jupiteriga.

Noh, täpsemalt kuus Maad – selguse huvides.

7. Saturni rõngad, söör.

Saturni rõngastel oleks nii uhke välimus, kui nad tiirleksid ümber Maa. Vaadake Polüneesiat – natuke nagu Opera ikoon, eks?

8. Võrdleme Maad Päikesega?

See ei tundu taevas nii suur...

9. Selline on vaade Maale Kuu pealt vaadates.

Ilus, eks? Nii üksildane tühja ruumi taustal. Või mitte tühi? Jätkame...

10. Ja nii Marsilt

Vean kihla, et te ei suudaks isegi öelda, kas see oli Maa.

11. See on kaader Maast, mis asub Saturni rõngaste taga

12. Aga Neptuunist kaugemale.

Kokku 4,5 miljardit kilomeetrit. Kaua otsimine aega võtaks?

13. Niisiis, lähme tagasi tähe nimega Päike juurde.

Hingemattev vaatepilt, kas pole?

14. Siin on Päike Marsi pinnalt.

15. Ja siin on selle võrdlus tähe VY Canis Majorise skaalaga.

Kuidas sulle see meeldib? Rohkem kui muljetavaldav. Kas kujutate ette, milline energia sinna koondub?

16. Aga see kõik on jama, kui võrrelda meie oma põline täht Linnutee galaktika suurus.

Et see oleks selgem, kujutage ette, et oleme oma Päikese kokku surunud valgete vereliblede suuruseks. Antud juhul on Linnutee suurus üsna võrreldav näiteks Venemaa mõõtmetega. See on Linnutee.

17. Üldiselt on tähed tohutud

Kõik, mis sellesse kollasesse ringi on paigutatud, on kõik, mida näete öösel Maalt. Ülejäänu on palja silmaga kättesaamatu.

18. Kuid on ka teisi galaktikaid.

Siin on Linnutee võrreldes galaktikaga IC 1011, mis asub Maast 350 miljoni valgusaasta kaugusel.

Läheme uuesti üle?

Niisiis, see Maa on meie kodu.

Suumime välja päikesesüsteemi suuruse...

Suumime veel veidi välja...

Ja nüüd Linnutee suuruse juurde...

Jätkame vähendamist...

Ja edasi…

Peaaegu valmis, ärge muretsege...

Valmis! Lõpetama!

See on kõik, mida inimkond saab nüüd kaasaegse tehnoloogia abil jälgida. See pole isegi sipelgas... Otsustage ise, ärge lihtsalt hulluks minge...

Selliseid skaalasid on raske isegi mõista. Kuid keegi teatab enesekindlalt, et oleme universumis üksi, kuigi nad ise pole päris kindlad, kas ameeriklased olid Kuul või mitte.

Oodake, poisid... hoidke kinni.

Oli aegu, mil inimeste maailm piirdus Maa pinnaga nende jalge all. Tehnoloogia arenguga on inimkond oma silmaringi laiendanud. Nüüd mõtlevad inimesed selle üle, kas meie maailmal on piirid ja milline on universumi mastaap? Tegelikult ei kujuta keegi ette selle tegelikku suurust. Sest meil pole sobivaid võrdluspunkte. Isegi professionaalsed astronoomid kujutavad ette (vähemalt nende kujutlusvõimes), et mudeleid on mitu korda vähendatud. Oluline on täpselt korreleerida Universumi objektide mõõtmeid. Ja matemaatiliste ülesannete lahendamisel on need üldiselt ebaolulised, sest need osutuvad lihtsalt numbriteks, millega astronoom opereerib.

Päikesesüsteemi ehitusest

Universumi mastaabist rääkimiseks peame kõigepealt mõistma, mis on meile kõige lähemal. Esiteks on täht nimega Päike. Teiseks selle ümber tiirlevad planeedid. Peale nende liiguvad osade ümber ka satelliidid.Ja me ei tohi seda unustada

Selles loendis olevad planeedid on inimestele huvi pakkunud juba pikka aega, kuna need on vaatlemiseks kõige kättesaadavamad. Nende uurimisest hakkas arenema Universumi ehituse teadus – astronoomia. Täht on tunnistatud päikesesüsteemi keskpunktiks. See on ka selle suurim objekt. Maaga võrreldes on Päike oma ruumalalt miljon korda suurem. See tundub suhteliselt väike, sest see on meie planeedist väga kaugel.

Kõik päikesesüsteemi planeedid on jagatud kolme rühma:

• Maine. See hõlmab planeete, mis on sarnased Maaga väliseid märke. Näiteks on need Merkuur, Veenus ja Marss.
• Hiiglaslikud objektid. Need on esimese rühmaga võrreldes palju suuremad. Lisaks sisaldavad need palju gaase, mistõttu neid nimetatakse ka gaasilisteks. Nende hulka kuuluvad Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun.
• Kääbusplaneedid. Tegelikult on need suured asteroidid. Üks neist kuulus kuni viimase ajani peamiste planeetide koosseisu - see on Pluuto.

Planeedid "ei lenda ära" Päikesest gravitatsioonijõu tõttu. Kuid nad ei saa suure kiiruse tõttu tähe peale kukkuda. Objektid on tõesti väga “nobedad”. Näiteks Maa kiirus on ligikaudu 30 kilomeetrit sekundis.

Kuidas võrrelda Päikesesüsteemi objektide suurusi?

Enne kui proovite ette kujutada Universumi ulatust, tasub mõista Päikest ja planeete. Lõppude lõpuks võib neid olla ka raske üksteisega korreleerida. Kõige sagedamini tuvastatakse tulise tähe tavapärane suurus piljardipalliga, mille läbimõõt on 7 cm. Väärib märkimist, et tegelikkuses ulatub see umbes 1400 tuhande km-ni. Sellises “mänguasja” mudelis on esimene planeet Päikesest (Merkuur) 2 meetri ja 80 sentimeetri kaugusel. Sel juhul on Maa kuuli läbimõõt vaid pool millimeetrit. See asub tähest 7,6 meetri kaugusel. Kaugus Jupiterist sellel skaalal on 40 m ja Pluuto - 300 m.

Kui me räägime objektidest, mis asuvad väljaspool Päikesesüsteemi, siis lähim täht on Proxima Centauri. See eemaldatakse nii palju, et see lihtsus on liiga väike. Ja seda hoolimata asjaolust, et see asub galaktikas. Mida me saame öelda universumi ulatuse kohta? Nagu näete, on see peaaegu piiramatu. Ma tahan alati teada, kuidas Maa ja Universum on seotud. Ja pärast vastuse saamist ei suuda ma uskuda, et meie planeet ja isegi galaktika on tohutu maailma tähtsusetu osa.

Milliseid ühikuid kasutatakse kauguste mõõtmiseks ruumis?

Sentimeeter, meeter ja isegi kilomeeter – kõik need kogused osutuvad juba päikesesüsteemi sees tähtsusetuks. Mida me saame öelda universumi kohta? Galaktikas asuva kauguse näitamiseks kasutatakse väärtust, mida nimetatakse valgusaastaks. See on aeg, mis kulub valguse reisimiseks üle ühe aasta. Pidagem meeles, et üks valgussekund võrdub peaaegu 300 tuhande km-ga. Seetõttu osutub valgusaasta tavalisteks kilomeetriteks ümber arvutamisel ligikaudu 10 tuhande miljardiga. Seda on võimatu ette kujutada, seetõttu on Universumi ulatus inimese jaoks kujuteldamatu. Kui peate märkima naabergalaktikate vahelise kauguse, siis valgusaastast ei piisa. Vaja on veelgi suuremat väärtust. Selgus, et see on parsek, mis võrdub 3,26 valgusaastaga.

Kuidas Galaxy töötab?

See on hiiglaslik moodustis, mis koosneb tähtedest ja udukogudest. Väike osa neist on igal õhtul taevas näha. Meie galaktika struktuur on väga keeruline. Seda võib pidada tugevalt kokkusurutud revolutsiooni ellipsoidiks. Lisaks on sellel ekvatoriaalne osa ja keskpunkt. Galaktika ekvaator enamjaolt koosnevad gaasilistest udukogudest ja kuumadest massiivsetest tähtedest. Linnuteel asub see osa selle keskosas.

Päikesesüsteem ei ole reegli erand. See asub ka Galaktika ekvaatori lähedal. Muide, põhiosa tähtedest moodustab tohutu ketta, mille läbimõõt on 100 tuhat ja paksus 1500. Kui pöördume tagasi skaala juurde, mida kasutati Päikesesüsteemi kujutamiseks, siis on Galaktika suurus proportsionaalne. See on uskumatu näitaja. Seetõttu osutuvad Päike ja Maa Galaktikas puruks.

Millised objektid eksisteerivad universumis?

Loetleme kõige olulisemad:

• Tähed on massiivsed isehelendavad pallid. Need tekivad keskkonnas, mis koosneb tolmu ja gaaside segust. Enamik neist on vesinik ja heelium.
• CMB kiirgus. Need on need, mis levivad kosmoses. Selle temperatuur on 270 kraadi Celsiuse järgi. Pealegi on see kiirgus igas suunas ühesugune. Seda omadust nimetatakse isotroopiaks. Lisaks on sellega seotud mõned Universumi saladused. Näiteks selgus, et see tekkis suure paugu hetkel. See tähendab, et see eksisteerib Universumi olemasolu algusest peale. See kinnitab ka ideed, et see laieneb võrdselt igas suunas. Pealegi kehtib see väide mitte ainult praeguse aja kohta. Kohe alguses oli nii.
• See tähendab, varjatud mass. Need on need Universumi objektid, mida ei saa otsese vaatlusega uurida. Teisisõnu, nad ei kiirga elektromagnetlaineid. Kuid neil on gravitatsiooniline mõju teistele kehadele.
• Mustad augud. Neid ei ole piisavalt uuritud, kuid nad on väga hästi tuntud. See juhtus selliste objektide massilise kirjeldamise tõttu ulmeteostes. Põhimõtteliselt on must auk keha, millest see ei saa levida elektromagnetiline kiirgus tingitud asjaolust, et teine ​​kosmiline kiirus sellel on võrdne Tasub meeles pidada, et see on teine ​​kosmiline kiirus, mis tuleb objektile edastada, et see kosmoseobjektist lahkuks.

Lisaks on Universumis kvasarid ja pulsarid.

Salapärane universum

See on täis asju, mida pole veel täielikult avastatud ega uuritud. Ja avastatud tekitab sageli uusi küsimusi ja sellega seotud Universumi saladusi. Need võivad hõlmata isegi tuntud teooriat " suur pauk" See on tegelikult vaid tingimuslik õpetus, sest inimkond võib vaid oletada, kuidas see juhtus.

Teine mõistatus on Universumi vanus. Ligikaudu saab seda arvutada juba mainitud reliktkiirguse, kerasparvede ja muude objektide vaatlemise järgi. Tänapäeval nõustuvad teadlased, et Universumi vanus on ligikaudu 13,7 miljardit aastat. Veel üks mõistatus – kas teistel planeetidel on elu? Lõppude lõpuks ei tekkinud mitte ainult päikesesüsteemis sobivad tingimused ja ilmus Maa. Ja universum on suure tõenäosusega täidetud sarnaste moodustistega.

Üks?

Mis on väljaspool universumit? Mis on seal, kuhu inimese pilk pole tunginud? Kas selle piiri taga on midagi? Kui jah, siis mitu universumit on? Need on küsimused, millele teadlased pole veel vastuseid leidnud. Meie maailm on nagu üllatuste kast. Kunagi tundus, et see koosneb ainult Maast ja Päikesest ning taevas oli paar tähte. Siis maailmapilt laienes. Vastavalt sellele on piirid laienenud. Pole üllatav, et paljud helged pead on juba ammu jõudnud järeldusele, et Universum on vaid osa veelgi suuremast moodustist.

20. Raadioside erinevatel planeedisüsteemidel paiknevate tsivilisatsioonide vahel

21. Tähtedevahelise suhtluse võimalus optiliste meetodite abil

22. Suhtlemine tulnukate tsivilisatsioonidega automaatsete sondide abil

23. Tähtedevahelise raadioside tõenäosusteoreetiline analüüs. Signaalide iseloom

24. Võõrtsivilisatsioonide vaheliste otsekontaktide võimalikkusest

25. Märkused inimkonna tehnoloogilise arengu tempo ja olemuse kohta

II. Kas suhtlemine intelligentsete olenditega teistel planeetidel on võimalik?

Esimene osa PROBLEEMI ASTRONOOMILINE ASPEKT

1. Universumi mastaap ja selle struktuur Kui professionaalsed astronoomid kujutasid pidevalt ja käegakatsutavalt ette taevakehade evolutsiooni kosmiliste kauguste ja ajavahemike koletu suurust, on ebatõenäoline, et nad suudaksid edukalt arendada teadust, millele nad oma elu pühendasid. Meile lapsepõlvest tuttavad aegruumi skaalad on kosmilistega võrreldes nii tühised, et teadvuse puhul läheb sõna otseses mõttes hinge. Mis tahes kosmoseprobleemi käsitledes lahendab astronoom kas teatud matemaatilise ülesande (seda teevad kõige sagedamini taevamehaanika spetsialistid ja teoreetilised astrofüüsikud) või täiustab instrumente ja vaatlusmeetodeid või ehitab oma kujutlusvõimesse teadlikult või alateadlikult mõnda uuritava kosmosesüsteemi väikemudel. Sel juhul on peamine tähtsus uuritava süsteemi suhteliste suuruste õigel mõistmisel (näiteks antud ruumisüsteemi osade suuruste suhe, selle süsteemi ja muude sarnaste või erinevate suuruste suhe). sellele jne) ja ajavahemikke (näiteks antud protsessi voolukiiruse ja mis tahes muu toimumiskiiruse suhe). Selle raamatu autor tegeles päris palju näiteks päikesekrooni ja galaktikaga. Ja need tundusid talle alati ebakorrapärane kuju umbes ühesuurused sfäärilised kehad - umbes 10 cm... Miks 10 cm? See kujutluspilt tekkis alateadlikult lihtsalt seetõttu, et liiga sageli joonistas autor ühele või teisele päikese- või galaktikafüüsika küsimusele mõeldes oma mõtteobjektide piirjooned tavalisse märkmikku (kasti). Joonistasin, püüdes kinni pidada nähtuste skaalast. Näiteks ühe väga huvitava küsimuse puhul oli võimalik tõmmata huvitav analoogia päikesekrooni ja galaktika (õigemini nn galaktilise koroona) vahel. Muidugi teadis selle raamatu autor nii-öelda "intellektuaalselt" väga hästi, et galaktika krooni mõõtmed on sadu miljardeid kordi suuremad kui päikesekrooni mõõtmed. Kuid ta unustas selle rahulikult. Ja kui mitmel juhul omandasid galaktika krooni suured mõõtmed mingi põhimõttelise tähtsuse (ka see juhtus), siis võeti seda formaalselt ja matemaatiliselt arvesse. Ja ikkagi tundusid mõlemad “kroonid” visuaalselt ühtviisi väikesed... Kui autor oleks selle töö käigus andunud. filosoofilised mõtisklused Galaktika suuruse tohutust, galaktilise krooni moodustava gaasi kujuteldamatust haruldasest, meie väikese planeedi ja meie enda olemasolu tähtsusetusest ja muudest sama õigetest teemadest, töö maailmaprobleemide kallal. Päikese- ja galaktikakroonid seiskuksid automaatselt... Las ta annab mulle selle lugeja andeks" lüüriline kõrvalepõige"Ma ei kahtle, et ka teistel astronoomidel olid oma probleemidega tegeledes samad mõtted. Mulle tundub, et mõnikord on kasulik teadustöö "köögiga" lähemalt tutvuda... Kui tahame arutleda põnevate üle. Kui selle raamatu lehekülgedel on küsimusi intelligentse elu võimalikkuse kohta universumis, siis on kõigepealt vaja kujundada õige ettekujutus selle ruumilis-ajalisest mastaabist. Kuni suhteliselt hiljuti tundus maakera inimesele tohutu. Magellani vapratel kaaslastel kulus 465 aastat tagasi uskumatute raskuste hinnaga esimesena kordaminekuks reis ümber maailma. Leidlikust kangelasest on möödunud veidi üle 100 aasta fantaasiaromaan Jules Verne tegi tolleaegseid uusimaid tehnoloogilisi edusamme kasutades ümbermaailmareisi 80 päevaga. Ja neist kogu inimkonna jaoks meeldejäävatest päevadest, mil esimene Nõukogude kosmonaut Gagarin legendaarsel laeval ringi lendas, on möödunud vaid 26 aastat. kosmoselaev"Vostok" maakera 89 minutiga. Ja inimeste mõtted pöördusid tahes-tahtmata tohutute kosmoseavaruste poole, kuhu kadus väike planeet Maa... Meie Maa on üks Päikesesüsteemi planeetidest. Võrreldes teiste planeetidega asub see Päikesele üsna lähedal, kuigi mitte kõige lähemal. Keskmine kaugus Päikesest Päikesesüsteemi kõige kaugema planeedi Pluuto vahel on 40 korda suurem kui keskmine kaugus Maast Päikeseni. Praegu pole teada, kas Päikesesüsteemis on planeete, mis asuvad Päikesest veelgi kaugemal kui Pluuto. Võib vaid öelda, et kui sellised planeedid eksisteerivad, on nad suhteliselt väikesed. Tavapäraselt võib Päikesesüsteemi suuruseks võtta 50–100 astronoomilist ühikut * ehk umbes 10 miljardit km. Meie maise mastaabi järgi on see väga suur väärtus, umbes 1 miljon võrra suurem kui Maa läbimõõt.

Riis. 1. Päikesesüsteemi planeedid

Päikesesüsteemi suhtelist ulatust saame selgemalt ette kujutada järgmiselt. Olgu Päike kujutatud piljardikuuliga, mille läbimõõt on 7 cm. Siis asub sellel skaalal 280 cm kaugusel Päikesele lähim planeet - Merkuur. Maa on 760 cm kaugusel, hiiglane planeet Jupiter on umbes 40 m kaugusel ja kaugeim planeet – mitmes mõttes on Pluuto endiselt salapärane – umbes 300 m kaugusel. Maakera mõõtmed sellel skaalal on veidi üle 0,5 mm, Kuu läbimõõt on veidi üle 0,1 mm ja Kuu orbiidi läbimõõt on umbes 3 cm. Isegi meile lähim täht Proxima Centauri on siiani meist eemal, et sellega võrreldes tunduvad planeetidevahelised kaugused Päikesesüsteemis pelgalt tühiasi. Lugejad teavad muidugi, et tähtedevaheliste kauguste mõõtmiseks ei kasutata kunagi pikkusühikut nagu kilomeeter**). See mõõtühik (nagu ka sentimeeter, toll jne) tekkis vajadustest praktiline tegevus inimkond Maal. See on kilomeetriga võrreldes liiga suurte kosmiliste kauguste hindamiseks täiesti sobimatu. IN populaarne kirjandus, ja mõnikord teaduses, et hinnata tähtedevahelisi ja galaktikatevahelisi kaugusi, kasutatakse mõõtühikuna valgusaastat. See on vahemaa, mille läbib aastas valgus kiirusega 300 tuhat km/s. On lihtne mõista, et valgusaasta on 9,46 x 10 12 km ehk umbes 10 000 miljardit km. Teaduskirjanduses kasutatakse tähtedevaheliste ja galaktikatevaheliste kauguste mõõtmiseks tavaliselt spetsiaalset üksust, mida nimetatakse parsekiks;

1 parsek (pc) võrdub 3,26 valgusaastaga. Parsek on defineeritud kui kaugus, millest alates on Maa orbiidi raadius 1 sekundi nurga all nähtav. kaared. See on väga väike nurk. Piisab, kui öelda, et selle nurga alt paistab ühekopikane münt 3 km kauguselt.

Riis. 2. Kerasparv 47 Tucanae

Ükski täht – Päikesesüsteemi lähimad naabrid – pole meile lähemal kui 1 tk. Näiteks mainitud Proxima Centauri asub meist ca 1,3 tk kaugusel. Skaalal, milles Päikesesüsteemi kujutasime, vastab see 2 tuhandele km-le. Kõik see illustreerib hästi meie päikesesüsteemi suurt eraldatust ümbritsevatest tähesüsteemidest; mõnel neist süsteemidest võib sellega olla palju sarnasusi. Kuid Päikest ümbritsevad tähed ja Päike ise moodustavad vaid tühise osa hiiglaslikust tähtede ja udukogude rühmast, mida nimetatakse galaktikaks. Näeme seda tähtede kogumit selgetel kuuta öödel kui Linnutee triipu, mis ületab taevast. Galaktika on üsna keerulise struktuuriga. Esimesel, kõige jämedam lähenemisel võime eeldada, et tähed ja udukogud, millest see koosneb, täidavad tugevalt kokkusurutud pöördeellipsoidi kujulise ruumala. Sageli võrreldakse populaarses kirjanduses Galaxy kuju kaksikkumera läätsega. Tegelikkuses on kõik palju keerulisem ja joonistatud pilt liiga konarlik. Tegelikult selgub, et erinevat tüüpi tähed koonduvad täiesti erineval viisil Galaktika keskpunkti ja selle "ekvatoriaaltasandi" suunas. Näiteks gaasilised udukogud, aga ka väga kuumad massiivsed tähed on tugevalt koondunud Galaktika ekvatoriaaltasandi poole (taevas vastab see tasapind suurele ringile, mis läbib Linnutee keskseid osi). Samal ajal ei näita nad märkimisväärset kontsentratsiooni galaktika keskme suunas. Teisest küljest ei näita teatud tüüpi tähed ja täheparved (nn kerasparved, joonis 2) peaaegu mingit koondumist Galaktika ekvatoriaaltasandi poole, kuid neid iseloomustab tohutu kontsentratsioon selle keskpunkti suunas. Nende kahe äärmusliku ruumilise jaotuse tüübi (mida astronoomid nimetavad "tasaseks" ja "sfääriliseks") vahele jäävad kõik vahejuhtumid. Selgub aga, et suurem osa Galaktika tähtedest paikneb hiiglaslikus kettas, mille läbimõõt on umbes 100 tuhat valgusaastat ja paksus umbes 1500 valgusaastat. See ketas sisaldab kõige rohkem veidi rohkem kui 150 miljardit tähte erinevat tüüpi. Meie Päike on üks neist tähtedest, mis asub Galaktika perifeerias selle ekvatoriaaltasandi lähedal (täpsemalt "ainult" umbes 30 valgusaasta kaugusel - see on täheketta paksusega võrreldes üsna väike väärtus). Kaugus Päikesest galaktika tuumani (või selle keskpunktini) on umbes 30 tuhat valgusaastat. Tähtede tihedus galaktikas on väga ebaühtlane. See on kõrgeim galaktika tuuma piirkonnas, kus viimastel andmetel jõuab see 2 tuhande täheni kuupparseki kohta, mis on peaaegu 20 tuhat korda suurem kui keskmine tähtede tihedus Päikese läheduses ***. Lisaks kipuvad tekkima tähed eraldi rühmad või klastrid. Hea näide sellisest kobarast on meie talvises taevas nähtavad Plejaadid (joonis 3). Galaxy sisaldab ka palju suuremas plaanis struktuurseid detaile. Viimaste aastate uuringud on tõestanud, et udukogud ja ka kuumad massiivsed tähed on jaotunud piki spiraali harusid. Spiraalstruktuur on eriti selgelt nähtav teistes tähesüsteemides – galaktikates (väikese tähega, erinevalt meie tähesüsteemist – Galaktikatest). Üks neist galaktikatest on näidatud joonisel fig. 4. Galaktika spiraalse struktuuri loomine, milles me ise oleme, on osutunud äärmiselt keeruliseks.

Riis. 3. Foto Plejaadide täheparvest

Riis. 4. Spiraalne galaktika NGC 5364

Tähed ja udukogud Galaktikas liiguvad üsna keerulisel viisil. Esiteks osalevad nad Galaktika pöörlemises ümber selle ekvatoriaaltasandiga risti oleva telje. See pöörlemine ei ole sama, mis tahke keha oma: Galaktika erinevatel osadel on erinevad pöörlemisperioodid. Seega teevad Päike ja teda ümbritsevad tähed tohutul, mitmesaja valgusaasta suurusel alal täispöörde umbes 200 miljoni aastaga. Kuna Päike koos oma planeetide perekonnaga on ilmselt eksisteerinud umbes 5 miljardit aastat, on ta oma evolutsiooni jooksul (sünnist gaasiudukogust kuni praeguse olekuni) teinud umbes 25 pööret ümber Galaktika pöörlemistelje. Võib öelda, et Päikese vanus on vaid 25 “galaktilist aastat”, olgem ausad, see on õitseaeg... Päikese ja tema naabertähtede liikumiskiirus nende peaaegu ringikujulistel galaktilistel orbiitidel ulatub 250 km/s. ****. Selle korrapärase liikumise peale galaktika tuuma ümber asetsevad tähtede kaootilised ja korratud liikumised. Selliste liikumiste kiirused on palju väiksemad - umbes 10-50 km/s ja objektidel erinevad tüübid nad on erinevad. Kuumade massiivsete tähtede kiirused on madalaimad (6-8 km/s), päikesetüüpi tähtedel umbes 20 km/s. Mida väiksemad need kiirused, seda “tasasem” on antud tüüpi tähe jaotus. Skaalal, mida kasutasime Päikesesüsteemi visuaalseks kujutamiseks, on Galaktika suurus 60 miljonit km - väärtus, mis on juba üsna lähedal Maa ja Päikese kaugusele. Siit on selge, et kui me tungime universumi üha kaugematesse piirkondadesse, siis see skaala enam ei sobi, kuna kaotab selguse. Seetõttu võtame teistsuguse skaala. Vähendagem vaimselt Maa orbiidi vesinikuaatomi sisemise orbiidi suurusele klassikalises Bohri mudelis. Tuletagem meelde, et selle orbiidi raadius on 0,53x10 -8 cm. Siis on lähim täht umbes 0,014 mm kaugusel, Galaktika keskpunkt on umbes 10 cm kaugusel ja meie tähe mõõtmed tähesüsteem on umbes 35 cm Päikese läbimõõt on mikroskoopilised: 0,0046 A (angströmi pikkusühik on võrdne 10–8 cm).

Oleme juba rõhutanud, et tähed asuvad üksteisest tohutul kaugusel ja on seega praktiliselt isoleeritud. Eelkõige tähendab see seda, et tähed ei põrka peaaegu kunagi üksteisega kokku, kuigi nende igaühe liikumise määrab kõigi Galaktika tähtede tekitatud gravitatsiooniväli. Kui käsitleme Galaktikat kui teatud gaasiga täidetud piirkonda ning gaasimolekulide ja aatomite rolli mängivad tähed, siis peame seda gaasi pidama äärmiselt haruldaseks. Päikese läheduses on tähtede keskmine kaugus umbes 10 miljonit korda suurem kui tähtede keskmine läbimõõt. Samal ajal on tavaõhus normaalsetes tingimustes molekulide keskmine kaugus vaid mitukümmend korda rohkem suurusi viimane. Sama suhtelise harulduse astme saavutamiseks tuleks õhutihedust vähendada vähemalt 1018 korda! Pange tähele, et Galaktika keskosas, kus tähtede tihedus on suhteliselt suur, juhtub aeg-ajalt tähtede kokkupõrkeid. Siin peaksime ootama ligikaudu ühte kokkupõrget iga miljoni aasta tagant, samas kui Galaktika “normaalsetes” piirkondades pole tähtede kokkupõrkeid kogu meie vähemalt 10 miljardi aasta vanuse tähesüsteemi evolutsiooni ajaloo jooksul praktiliselt toimunud ( vt 9. peatükk).

Oleme lühidalt välja toonud selle tähesüsteemi ulatuse ja kõige üldisema struktuuri, kuhu meie Päike kuulub. Samal ajal ei võetud üldse arvesse meetodeid, mille abil paljude aastate jooksul mitu põlvkonda astronoomid samm-sammult taastasid majesteetliku pildi Galaktika ehitusest. Sellele olulisele probleemile on pühendatud ka teisi raamatuid, millele me huvitatud lugejatele viitame (näiteks B.A. Vorontsov-Veljaminovi “Esseesid universumist”, Yu.N. Efremov “Universumi sügavustesse”). Meie ülesanne on anda ainult kõige rohkem suur pilt Universumi üksikobjektide struktuur ja areng. See pilt on selle raamatu mõistmiseks hädavajalik.

Riis. 5. Andromeeda udukogu satelliitidega

Astronoomid on juba mitu aastakümmet järjekindlalt uurinud teisi tähesüsteeme, mis on meie omaga enam-vähem sarnased. Seda uurimisvaldkonda nimetatakse "ekstragalaktiliseks astronoomiaks". Nüüd mängib ta astronoomias peaaegu juhtivat rolli. Viimase kolme aastakümne jooksul on ekstragalaktiline astronoomia teinud hämmastavaid edusamme. Tasapisi hakkasid esile kerkima Metagalaktika grandioossed kontuurid, millesse väikese osakesena kuulub ka meie tähesüsteem. Me ei tea Metagalaktikast ikka veel kõike. Objektide tohutu kaugus tekitab väga spetsiifilisi raskusi, mille lahendamiseks kasutatakse kõige võimsamaid vaatlusvahendeid koos põhjaliku teoreetilise uurimistööga. Kuid metagalaktika üldine struktuur sisse viimased aastad enamasti sai selgeks. Metagalaktikat võime määratleda tähesüsteemide kogumina – galaktikatena, mis liiguvad meie vaadeldava universumi osa tohututes ruumides. Meie tähesüsteemile kõige lähemal asuvad galaktikad on kuulsad Magellani pilved, mis on taevas selgelt nähtavad lõunapoolkera kahe suure laiguna, mille pinna heledus on ligikaudu sama kui Linnutee. Kaugus Magellani pilvedeni on "vaid" umbes 200 tuhat valgusaastat, mis on üsna võrreldav meie galaktika koguulatusega. Teine meile "lähedane" galaktika on udukogu Andromeeda tähtkujus. See on palja silmaga nähtav 5. suurusjärgu ***** nõrga valgustähnina. Tegelikult on see tohutu tähemaailm oma tähtede arvu ja kogumassi poolest kolm korda suurem kui meie galaktikate seas, mis omakorda on galaktikate seas hiiglane. Kaugus Andromeeda udukoguni ehk, nagu astronoomid seda nimetavad, M 31 (see tähendab, et tuntud Messieri udukogude kataloogis on see number 31) on umbes 1800 tuhat valgusaastat, mis on umbes 20 korda suurem. Galaxy suurus. M 31 udukogul on selgelt määratletud spiraalne struktuur ja see on paljude omaduste poolest väga sarnane meie galaktikaga. Selle kõrval on selle väikesed ellipsoidsed satelliidid (joonis 5). Joonisel fig. Joonisel 6 on fotod mitmest meile suhteliselt lähedal asuvast galaktikast. Märkimisväärne on nende vormide lai valik. Koos spiraalsüsteemidega (sellised galaktikad on tähistatud sümbolitega Sа, Sb ja Sс, olenevalt spiraalstruktuuri arengu iseloomust; kui südamikku läbib "sild" (joon. 6a), on täht B S-tähe järel), on sfäärilisi ja ellipsoidseid, millel puuduvad igasugused spiraalse struktuuri jäljed, aga ka "ebakorrapärased" galaktikad, mille heaks näiteks on Magellani pilved. Suurtes teleskoopides vaadeldakse tohutul hulgal galaktikaid. Kui nähtavast 12. tähesuurusest heledamaid galaktikaid on umbes 250, siis 16. tähesuurusest heledamaid on juba umbes 50 tuhat. Kõige nõrgemad objektid, mida saab 5-meetrise peegli läbimõõduga peegelteleskoobiga piiril pildistada, on 24,5 tähesuurused . Selgub, et miljardite selliste nõrkade objektide hulgas on enamus galaktikad. Paljud neist on meist kaugemal, kui valgus läbib miljardeid aastaid. See tähendab, et valgust, mis põhjustas plaadi mustaks muutmise, kiirgas nii kauge galaktika juba ammu enne arheuse perioodi. geoloogiline ajalugu Maa!.

Riis. 6a. Ristspiraalgalaktika

Riis. 6b. Galaxy NGC 4594

Riis. 6s. Galaktikad Magellani pilved

Mõnikord kohtate galaktikate seas hämmastavaid objekte, näiteks "raadiogalaktikaid". Need on tähesüsteemid, mis kiirgavad raadioulatuses tohutul hulgal energiat. Mõne raadiogalaktika puhul on raadiokiirguse voog mitu korda suurem kui optilise kiirguse voog, kuigi optilises vahemikus on nende heledus väga kõrge – mitu korda suurem kui meie galaktika koguheledus. Meenutagem, et viimane koosneb sadade miljardite tähtede kiirgusest, millest paljud kiirgavad omakorda palju tugevamini kui Päike. Klassikaline näide selline raadiogalaktika on kuulus objekt Cygnus A. Optilises vahemikus on need kaks tähtsusetut 17. tähesuurusega valgustäppi (joonis 7). Tegelikult on nende heledus väga kõrge, umbes 10 korda suurem kui meie Galaxyl. See süsteem tundub nõrk, kuna asub meist tohutul kaugusel – 600 miljoni valgusaasta kaugusel. Cygnus A raadiokiirguse voog meetrilainetel on aga nii suur, et ületab isegi Päikesest lähtuva raadiokiirguse voo (perioodidel, mil Päikesel päikeselaike ei ole). Kuid Päike on väga lähedal - kaugus selleni on "ainult" 8 valgusminutit; 600 miljonit aastat – ja 8 minutit! Kuid kiirgusvood, nagu teada, on pöördvõrdelised kauguste ruutudega! Enamiku galaktikate spektrid meenutavad päikest; mõlemal juhul täheldatakse üksikuid tumedaid neeldumisjooni üsna heledal taustal. See pole ootamatu, kuna galaktikate kiirgus on neid moodustavate miljardite tähtede kiirgus, mis on enam-vähem sarnased Päikesega. Galaktikate spektrite hoolikas uurimine aastaid tagasi viis fundamentaalse tähtsusega avastuseni. Fakt on see, et mis tahes spektrijoone lainepikkuse nihke olemuse järgi laboristandardi suhtes saab määrata kiirgava allika liikumiskiiruse piki vaatejoont. Teisisõnu on võimalik kindlaks teha, millise kiirusega allikas läheneb või eemaldub.

Riis. 7. Raadiogalaktika Cygnus A

Kui valgusallikas läheneb, nihkuvad spektrijooned lühemate lainepikkuste suunas, eemaldumisel pikemate suunas. Seda nähtust nimetatakse "Doppleri efektiks". Selgus, et galaktikatel (välja arvatud mõned meile kõige lähemal asuvad) on spektrijooned, mis on alati nihutatud spektri pika lainepikkuse poole (joonte "punane nihe") ja mida suurem on galaktika kaugus. meist, seda suurem on selle nihke ulatus. See tähendab, et kõik galaktikad liiguvad meist eemale ja galaktikate eemaldudes suureneb "paisumise" kiirus. See saavutab tohutud väärtused. Näiteks punasest nihkest leitud raadiogalaktika Cygnus A majanduslanguse kiirus on ligi 17 tuhat km/s. 25 aastat tagasi kuulus rekord väga nõrgale (20. suurusjärgu optiliste kiirte poolest) raadiogalaktikale 3S 295. 1960. aastal saadi selle spekter. Selgus, et ioniseeritud hapniku hulka kuuluv tuntud ultraviolettkiirguse spektrijoon on nihutatud spektri oranži piirkonda! Siit on lihtne tuvastada, et selle hämmastava tähesüsteemi eemaldamise kiirus on 138 tuhat km/s ehk peaaegu pool valguse kiirusest! Raadiogalaktika 3S 295 on meist nii kaugel, et valgus läbib 5 miljardi aastaga. Nii uurisid astronoomid valgust, mis kiirgas Päikese ja planeetide tekkimisel ning võib-olla isegi “natuke” varem... Sellest ajast alates on avastatud veelgi kaugemaid objekte (6. peatükk). Me ei puuduta siin tohutul hulgal galaktikatest koosneva süsteemi laienemise põhjuseid. See keeruline küsimus on kaasaegse kosmoloogia teema. Universumi paisumise fakt on aga tõsi suur tähtsus analüüsida elu arengut selles (7. ptk.). Galaktikasüsteemi üldisele laienemisele kattuvad üksikute galaktikate muutlikud kiirused, tavaliselt mitusada kilomeetrit sekundis. Seetõttu ei esine meile lähimate galaktikate süstemaatilist punanihet. Lõppude lõpuks on nende galaktikate juhuslike (nn "omapäraste") liikumiste kiirused tavalisest punase nihke kiirusest suuremad. Viimane suureneb galaktikate eemaldumisel iga miljoni parseki kohta ligikaudu 50 km/s. Seetõttu galaktikate puhul, mille kaugused ei ületa mitut miljonit parseki, ületavad juhuslikud kiirused punanihkest tingitud taandumise kiirust. Lähedal asuvate galaktikate seas on ka neid, mis meile lähenevad (näiteks Andromeeda udukogu M 31). Galaktikad ei ole metagalaktilises ruumis ühtlaselt jaotunud, s.t. püsiva tihedusega. Neil on ilmne kalduvus moodustada eraldi rühmi või klastreid. Eelkõige moodustab umbes 20 meie lähedal asuvast galaktikast koosnev rühm (sealhulgas meie galaktika) niinimetatud "kohaliku süsteemi". Kohalik süsteem on omakorda osa suurest galaktikate parvest, mille keskpunkt asub selles taevaosas, millele projitseeritakse Neitsi tähtkuju. Sellel klastril on mitu tuhat liiget ja see on üks suurimaid. Joonisel fig. Joonisel 8 on foto kuulsast galaktikaparvest Corona Borealise tähtkujus, kus on sadu galaktikaid. Parvedevahelises ruumis on galaktikate tihedus kümneid kordi väiksem kui parvede sees.

Riis. 8. Galaktikaparv Corona Borealise tähtkujus

Märkimisväärne on erinevus galaktikaid moodustavate tähtede parvede ja galaktikaparvede vahel. Esimesel juhul on parve liikmete vahelised kaugused tähtede suurustega võrreldes tohutud, samas kui galaktikate keskmised kaugused galaktikaparvedes on vaid mitu korda suuremad kui galaktikate suurus. Teisest küljest ei saa galaktikate arvu parvedes võrrelda galaktikate tähtede arvuga. Kui vaadelda galaktikate kogumit kui gaasi, kus molekulide rolli täidavad üksikud galaktikad, siis peame seda keskkonda pidama äärmiselt viskoosseks.

Tabel 1

Suur pauk
Galaktikate teke (z~10)
Päikesesüsteemi teke
Maa haridus
Elu tekkimine Maal
Haridus iidsed kivid maapinnal
Bakterite ja sinivetikate välimus
Fotosünteesi tekkimine
Esimesed rakud tuumaga

pühapäev	esmaspäev	teisipäeval	kolmapäeval	neljapäeval	reedel	laupäeval
	Hapnikuatmosfääri tekkimine Maal				Vägivaldne vulkaaniline tegevus Marsil
		Esimesed ussid		Ookeani plankton Trilobiidid	Ordoviitsium Esimene kala	Silur Taimed koloniseerivad maad
devoni Esimesed putukad Loomad asustavad maad	Esimesed kahepaiksed ja tiivulised	Süsinik Esimesed puud Esimesed roomajad	permi keel Esimesed dinosaurused	Mesosoikumi algus	triias Esimesed imetajad	Yura Esimesed linnud
Kriit Esimesed lilled	Tertsiaarne periood Esimesed primaadid	Esimesed hominiidid	Kvaternaarperiood Esimesed inimesed (~22:30)

Kuidas näeb meie mudelis välja metagalaktika, kus Maa orbiit on taandatud Bohri aatomi esimese orbiidi suurusele? Sellel skaalal on kaugus Andromeeda udukogust veidi üle 6 m, kaugus Virgo galaktikaparve keskosast, mis hõlmab meie kohalikku galaktikasüsteemi, on umbes 120 m ja parve enda suurus. saab olema samas järjekorras. Raadiogalaktika Cygnus A eemaldatakse nüüd 2,5 km kauguselt ja kaugus raadiogalaktika 3S 295ni ulatub 25 km-ni... Kohtusime väga üldine vaade Universumi peamiste struktuuriomaduste ja mastaapidega. See on nagu külmunud kaader tema arengust. Ta ei olnud alati selline, nagu me teda praegu näeme. Universumis muutub kõik: tähed ja udukogud tekivad, arenevad ja "surevad", Galaktika areneb loomulikul teel, metagalaktika struktuur ja ulatus muutuvad (kui ainult punase nihke tõttu). Seetõttu tuleb joonistatud staatilist pilti Universumist täiendada dünaamilise pildiga üksikute kosmiliste objektide, millest see moodustub, ja kogu Universumi kui terviku arengust. Mis puudutab galaktikaid moodustavate üksikute tähtede ja udukogude arengut, siis seda käsitletakse peatükis. 4 . Siinkohal ütleme ainult, et tähed sünnivad tähtedevahelisest gaasi- ja tolmukeskkonnast, kiirgavad vaikselt mõnda aega (olenevalt massist), misjärel nad "surevad" enam-vähem dramaatilisel viisil. "Reliktse" kiirguse avastamine 1965. aastal (vt 7. peatükk) näitas selgelt, et evolutsiooni väga varajases staadiumis erines universum kvalitatiivselt oma omast. praegune olek. Peaasi, et siis polnud tähti, galaktikaid ega raskeid elemente. Ja loomulikult polnud elu. Me jälgime universumi suurejoonelist evolutsiooniprotsessi lihtsast keerukani. Sama suunas evolutsioonil on ka elu areng Maal. Universumis oli evolutsiooni kiirus alguses palju suurem kui aastal moodne ajastu. Tundub aga, et elu arengus Maal on täheldatud vastupidist mustrit. See on selgelt näha tabelis 1 esitatud "kosmilise kronoloogia" mudelist, mille pakkus välja Ameerika planeediteadlane Sagan. Eespool töötasime üsna üksikasjalikult välja Universumi ruumimudeli, lähtudes ühe või teise lineaarskaala valikust. Põhimõtteliselt kasutatakse sama meetodit tabelis. 1. Kogu Universumi eksistentsi (mis kindluse mõttes on võetud 15 miljardit reaalset “maist” aastat ja siin on võimalik mitmekümne protsendine viga) modelleeritakse mingi kujuteldava “kosmilise aastaga”. Pole raske kontrollida, et üks sekund "kosmilisest" aastast võrdub 500 väga reaalse aastaga. Selle skaala abil määratakse igale universumi arengu epohhile "kosmilise" aasta kindel kuupäev (ja kellaaeg). On lihtne mõista, et see tabel on oma põhiosas puhtalt "antropotsentriline": kosmilise kalendri kuupäevad ja hetked pärast "septembrit" ja eriti kogu spetsiaalselt tähistatud "detsember" peegeldavad teatud elu arengu etappe. Maal. See kalender näeks hoopis teistsugune välja mõne planeedi elanike jaoks, mis tiirlevad mõnes kauges galaktikas "oma" tähe ümber. Sellegipoolest on kosmilise ja maapealse evolutsiooni tempo võrdlus äärmiselt muljetavaldav.

• * Astronoomiline ühik - keskmine kaugus Maast Päikeseni, mis on võrdne 149 600 tuhande km-ga.
• ** Võib-olla väljendatakse astronoomias ainult tähtede ja planeetide kiirust ühikutes "kilomeetrid sekundis".
• *** Galaktika tuuma keskel, 1 tk läbimõõduga piirkonnas, on ilmselt mitu miljonit tähte.
• **** Kasulik on meeles pidada lihtsat reeglit: kiirus 1 tk 1 miljoni aasta jooksul on peaaegu võrdne kiirusega 1 km/s. Jätame selle kontrollimise lugejale.
• ***** Tähtede kiirgusvoogu mõõdetakse nn tähesuuruste abil. Definitsiooni järgi on (i+1)-nda tähe voog 2,512 korda väiksem kui tähe voog i-ndad tähed kogused. Kuuendast tähesuurusest tuhmimad tähed pole palja silmaga nähtavad. Heledamad tähed on negatiivse tähesuurusega (näiteks Siiriuse tähesuurus on -1,5).